本书主要就小流域水土流失综合治理中常见水土保持工程措施的适用条件、结构形式、布置、设计、施工等内容进行介绍。此外,还简单介绍了洪沙资源利用工程和河道整治工程的相关内容。同时,针对工程建设迅猛发展,易引发水土流失的现实,主要就边坡防护工程和拦渣工程布置、设计等内容进行介绍。 本书可作为农林院校水土保持与荒漠化**专业本科生、研究生教材,还可供从事农、林、水利、环境保护等行业的专业技术人员和管理人员参考。

**章 流域坡面治理工程 我国山区、丘陵区面积约占全国国土面积的2/3,坡面面积较大,其中不少为坡耕地,水 土流失严重。坡面既是山区、丘陵区农林牧业生产集中之地,又是沟道泥沙和径流的起源地, 因此加强坡面治理具有重要意义。坡面治理在控制水土流失的同时,还可改善生产用地的水土 条件,促进农林牧业发展,并可为沟道治理奠定基础。 坡面治理工程措施主要有梯田、拦水沟埂、山坡截流沟、水簸箕、截水坑、蓄水池、水窖 (旱井)、水平沟、水平阶、鱼鳞坑、山边沟等。其主要作用在于使坡耕地变为梯田,提高作物 产量;改变小地形就地蓄水拦沙,减少坡面径流,增加坡面生产用地土壤水分;将未能就地拦 蓄的径流引入小型蓄水工程,充分利用水资源;减少坡面侵蚀泥沙汇入沟道,降低泥沙对下游 的危害。 **节 坡面治理工程措施的类型及其适用条件 一、梯田 梯田(terrace)是在坡地上沿等高线修筑的水平台阶式或坡式断面的田地,是山区、丘陵 区常见的一种基本农田,由于地块顺坡按等高线排列呈阶梯状而得名。 梯田的修筑不但历史悠久,而且数量大,分布广。我国是世界上*早修筑梯田的**之 一,距今约有3000多年,目前我国有水平梯田约2670万hm2。除我国外,世界上其他**, 如奥地利、澳大利亚、意大利、法国、加拿大、美国、日本等,都有不同类型数量较大的梯 田,以亚洲*多。 (一)梯田的作用 梯田是坡面上基本的水土保持工程措施,对减少坡面径流和土壤侵蚀、增加田面降水蓄 渗、改良土壤、增加产量、改善农业生产条件和生态环境等都具有很大作用。 根据陕西省水土保持局实测资料,坡地修成水平梯田和水平埝地后,可拦蓄70%~ 95%的径流,90%~****的侵蚀泥沙。修筑标准高、质量好的梯田可以拦蓄全部流失土 壤,且年年发挥作用,效益非常显著。坡地改为3°以下的缓坡地或水平梯田,一次可以拦 蓄降雨70~100mm。 内蒙古喀喇泌旗小牛群乡狮子沟试验站多年观测表明,梯田年平均拦截天然降水 3525m3/hm2,比坡地多拦蓄近100mm的降水。 此外,修建梯田对提高土壤肥力也具有明显的效果。研究表明,在四川盆地中部丘陵区, 土壤有机质含量,坡地仅为0.69%,梯田则为1.70%,比坡地高146.4%;土壤全氮含量, 坡地仅为0.06%,梯田为0.11%,比坡地高83.3%。 梯田的作用可归纳如下: (1)减缓坡面坡度,缩短坡长,拦截径流和泥沙。梯田一般可以拦截径流70%以上,泥 沙90%以上。 (2)增加水分入渗,提高土壤含水量,蓄水保墒,���肥,提高地力,增加粮食产量。据测 定,梯田土壤含水量比坡耕地高1.3%~3.3%,增产30%以上。 (3)有利于实现机械化和水利化。梯田田面平整,随着山、水、田、林、路综合规划的实 施,使机耕和灌溉更为方便。 (二)梯田的分类 梯田的种类较多,可根据断面形式、建筑材料、土地利用方向、施工方法等进行分类。 1.按断面形式分类 梯田按修筑的断面形式,可分为水平梯田、坡式梯田、反坡梯田、 隔坡梯田和波浪式梯田等类型。 1)水平梯田(benchterrace) 田面呈水平状,田坎均整,采用半填半挖方式修筑而成 (图1-1)。由于其耕作方便,蓄水保土能力强,是应用*为广泛的一种梯田类型,适于种植小 麦、水稻、旱作物和果树等。 2)坡式梯田(slopingterrace) 坡式梯田是顺坡每隔一定间距沿等高线修筑地埂,依 靠逐年耕翻、径流冲淤并加高地埂,使田面坡度逐年变缓,*终变成水平梯田的一种过渡形式 的梯田(图1-2)。坡式梯田蓄水保土能力较差,但修筑省工,适宜于坡度较缓、水土流失较 轻、劳力较少的地区。 3)反坡梯田(back-slopeterrace) 断面与水平梯田相似,但田面微向内侧倾斜,倾斜 反坡一般为2°(图1-3)。反坡梯田能增加田面蓄水量,暴雨时,过多的径流可由梯田内侧安 全排走,不致冲毁田坎。反坡梯田多为窄带梯田,适宜种植果木及旱作作物。干旱地区造林的 反坡梯田,一般宽1~2m,反坡坡度为10°~15°。 4)隔坡梯田(intervalterrace) 相邻两水平阶台之间隔一斜坡段的梯田,从斜坡段流 失的水土可被截留于水平阶台,有利于农作物生长;斜坡段可种草、栽植经济林或林粮间作 (图1-4)。隔坡梯田适用于地多人少、坡度较陡、降水较少的地区。隔坡梯田也可作为水平梯 田的过渡形式。 5)波浪式梯田 又名软埝或宽埂梯田。一般是在小于7°的缓坡地上,每隔一定距离沿 等高线方向修软埝和截水沟,两埝之间保持原来坡面(图1-5)。软埝有水平和倾斜两种。水 平软埝能拦蓄较多径流,适用于较干旱的地区;倾斜软埝能将径流由截水沟**排走,适用于 较湿润的地区。软埝的边坡平缓,可种植作物。两埝之间的距离较宽,面积较大,便于农业机 械化耕作。波浪式梯田在美国较多,前苏联、澳大利亚等国也有一些。 2.按建筑材料分类 梯田按田坎建筑材料,可分为土坎梯田、石坎梯田、植物坎梯田 等。黄土高原地区,土层深厚,年降水量少,土料取用方便,一般修筑土坎梯田。石质山区或 土石山区,石多土薄,降水量多,修筑石坎梯田坚固耐用。黄土丘陵地区地势较为低缓的地 带,可采用灌木、牧草为田坎的植物坎梯田。 3.按土地利用方向分类 梯田按土地利用方向,可分为农用梯田、果园梯田、造林梯 田和牧草梯田等,以农用梯田和果园梯田*为普遍。还可依灌溉与否,分为旱作梯田和灌溉梯 田等,有水源条件之地,尽可能配套建设灌溉梯田。 4.按施工方法分类 梯田按施工方法,可分为人工梯田和机修梯田。对于面积较小、 田面较窄的土坎梯田或石坎梯田,一般采用人工修筑;而在坡度平缓、田面设计较宽、劳力较 少的土质山区,大面积修筑水平梯田,宜采用机修的方法,可节约劳力,提高修筑质量,加快 实现山区梯田化。 二、地埂、截水沟 (一)地埂 为了拦截坡面地表径流,截短坡长,控制坡面土壤侵蚀,抗旱保墒,在坡面上可修筑连续 式或断续式地埂,达到蓄水拦沙,提高土地生产力的目的。地埂的蓄水容积较小,工程量也较 小,可结合农事修筑。 (二)截水沟 为将坡耕地、林地、草地及其他非生产用地的地表径流引入坡面蓄水工程或**排泄至沟 道中,应在坡面修建山坡截水沟。山坡截水沟在坡面上的布置,应保证两条截水沟之间的径流 流速小于土壤临界冲刷流速。 三、水簸箕、截水坑 (一)水簸箕 水簸箕是建立在农田径流汇集槽中的一种蓄水保土工程,是横截集流槽的小土埂,由于土 埂中间高两边低,其承纳径流的形状似簸箕,故称为水簸箕。水簸箕拦蓄径流体积小,易淤满 失效。 (二)截水坑 截水坑是在干旱地区,为有效利用天然降水,在低洼地带或者坡面下方修筑的微型集水保 水工程。根据地形条件,截水坑可设置成圆形、半圆形、V字形、U字形、E字形等形状。一 般单个截水坑面积较小,截水坑内可种植农作物、果树等。截水坑多修建于破碎坡面。 四、蓄水池、水窖 (一)蓄水池 蓄水池(waterstoragepool)又称为涝池,一般布设于村庄产流集中的地方,如场边、沟 头及坡面低洼处。一般采用砖、块石砌筑或就地挖深修建,多不作防渗处理。涝池的主要作用 是拦蓄径流,保持水土,制止沟头前进;同时,蓄水供农业灌溉和牲畜饮用。涝池主要分布于 我国南方山地、黄土高原沟壑区。 (二)水窖 水窖(watercellar)一般是在干旱且地下水缺乏地区,为解决人畜用水及节水灌溉用水而 修筑的储水建筑物,建在地面之下的水窖,亦称为旱井。在水土流失严重的山区和丘陵区,水 窖也广泛分布于坡面上,以蓄积坡面径流,减轻坡面土壤侵蚀,并为坡面农林牧业发展提供灌 溉水源,是坡面蓄水工程及灌溉工程的重要组成部分。 受自然和经济条件的限制,我国中西部干旱山区很难修建大型骨干水源工程,干旱缺水长 期制约着农业和社会经济的发展。水窖作为微型蓄水设施,在我国具有悠久的历史,也积累了 丰富的经验。水窖施工方便,造价低廉,便于使用,因此目前仍是一种广泛应用的雨水集蓄利 用工程。 水窖根据其结构不同,可分为井窖和窑窖。根据建筑材料的不同,又可分为粘土水窖、浆 砌石水窖、混凝土水窖等。 混凝土水窖结构一般为井式,形状有瓶形或球形(图1-6)。根据施工特点,混凝土水窖 可分为现浇修筑和预制件装配修筑两种。目前,混凝土水窖在人畜饮水及灌溉工程中应用 广泛。 五、水平阶、水平沟、鱼鳞坑 水平阶、水平沟、鱼鳞坑等工程措施,既是坡面防护措施,又是造林整地工程,既有拦蓄 坡面径流、固持土体、**坡面水土流失的作用,又能改善造林地土壤水分、养分及光照等立 地条件。 (一)水平阶 水平阶(horizontalstage)是沿等高线将坡面修筑成狭窄的台阶状台面。阶面水平或稍向 内有3°~5°的反坡,宽度因地形而异,石质山地较窄,一般为0.5~0.6m,土石山地及黄土地 区较宽,可达1.5m,阶长视地形而定,阶外缘可培修(或不修)20cm高土埂。上下两阶的水 平距离,根据造林行距和水平阶间斜坡径流能全部或大部容纳入渗确定。水平阶设计规格应因 地制宜。 水平阶适用于坡面较为完整、土层较厚的缓坡和中等坡。 (二)水平沟 水平沟(levelditch)是沿等高线布设的一种坡面防护及整地措施,沟的断面呈梯形,由 半挖半填的方式修筑而成,沟内侧挖出的生土用于外侧作埂,树苗栽植于沟埂内侧。沟间距和 沟埂的具体尺寸,一般根据坡面暴雨径流和造林行距确定。通常情况下,水平沟底宽0.5~ 0.7m,沟深0.5~0.7m,边坡1∶1(图1-7)。 水平沟容积大,能够拦蓄较多的地表径流,沟内水分条件较好;水平沟较深,沟壁有一定 的遮阴作用,沟内温度较低,可减少土壤水分蒸发。因此,水平沟改善立地条件的作用较大。 但水平沟整地动土量较大,较为费工。水平沟适用于水土流失严重的黄土地区和较陡的坡面。 (三)鱼鳞坑 鱼鳞坑(fish-scalepit)为近似于半月形的坑穴,一般长径l为0.8~1.5m,短径R为 0.5~0.8m,坑深0.3~0.5m,坑内取土在下沿筑成弧状土埂(中部较高,两端较低),埂高 0.2~0.3m。鱼鳞坑在坡面沿等高线布置,上下两行坑口呈“品”字形排列。鱼鳞坑的行距n 和穴距m,可根据坡面径流量和造林设计的株行距确定。苗木栽植于坑内距下沿0.2~0.3m 位置,坑的两端各开挖宽、深均为0.2~0.3m、倒“八”字形的截水沟(图1-8)。 六、山边沟 山边沟是在坡面上,每隔适当距离,沿等高线方向所构筑的一系列浅三角形沟,用来截短 坡长,分段拦截径流,控制冲蚀,防止面蚀和小侵蚀沟的形成,从而达到保护土地的目的。山 边沟断面宽而浅,故可为坡地机械化提供作业道路,同时还能够降低田间劳动消耗和工本。山 边沟配合植物覆盖,既可增强水土保持效果,提高坡地农业生产效率,又具有绿化、美化环境 等多种功能。 山边沟效用与宽垅梯田相同,唯断面有异而已。 山边沟由欧洲移民带到美洲,19世纪中叶已盛行于美国南部各州,但由于占地及不便耕 作,后演变成宽垅梯田。一般除果园外,当地面坡度超过8°(14%)左右时即不宜应用,因为 培土筑埂使坡度急剧增大,机械耕作不便。在国外应用山边沟保持水土者,除欧美一些**外, 尚有波多黎各、斯里兰卡等地。目前,我国也广泛使用,台湾省1969年就发展到2.4万hm2, 其数量仅次于水平梯田,而且发展势头不减,成为台湾数量*多的坡面治理工程措施。 第二节 坡面治理工程措施设计 一、水平梯田 梯田设计是在合理规划的前提下,根据实际情况和当地建筑材料,确定梯田类型;遵循机 耕方便、田坎稳定、修筑省工的原则,设计梯田的田面宽度、田坎高度、田坎侧坡等要素;计

序
前言
绪论
**节 水土流失与水土保持工程学
一、水土流失
二、水土保持与水土保持工程学
第二节 水土保持工程学发展简况
一、我国水土保持工程发展历史
二、梯田工程发展简况
三、我国黄土高原独特的水土保持工程措施
四、美国、日本治理沟壑的主要措施
**章 流域坡面治理工程
**节 坡面治理工程措施的类型及其适用条件
一、梯田
二、地埂、截水沟
三、水簸箕、截水坑
四、蓄水池、水窖
五、水平阶、水平沟、鱼鳞坑
六、山边沟
第二节 坡面治理工程措施设计
一、水平梯田
二、隔坡梯田
三、坡式梯田
四、坡面蓄水工程
五、截水沟和排水沟
第二章 边坡防护工程
**节 坡面防护工程
一、植物防护
二、坡面夯实
三、干砌石防护
四、浆砌石护坡
五、浆砌石骨架护坡
六、浆砌石护墙
第二节 削坡开级
一、土质坡面
二、石质坡面
三、削坡后坡面与坡脚的防护
四、均质土边坡稳定性验算
第三节 挡土墙
一、挡土墙布置原则
二、挡土墙设计
三、设计、施工注意事项
第四节 滑坡及其**
一、滑坡勘察
二、滑坡预防
三、滑坡整治
第三章 流域沟道治理工程
**节 沟头防护工程
一、形式及适用条件
二、工程设计
第二节 谷坊工程
一、类型及适用条件
二、谷坊设计
第三节 淤地坝工程
一、淤地坝的概念
二、枢纽工程的组成
三、分级及设计洪水标准
四、坝址选择
五、枢纽工程布置
六、坝高、库容及淤地面积的确定
七、调洪计算
第四节 土坝设计
一、土坝分类及坝型选择
二、筑坝土料选择
三、土坝断面结构构造及尺寸拟定
四、土坝稳定分析计算
五、土坝分期加高设计问题
第五节 淤地坝溢洪道设计
一、位置选择
二、布置形式
三、水力计算
四、溢洪道结构设计
第六节 淤地坝放水工程设计
一、组成形式及作用
二、工程布设
三、水力计算
四、工程结构设计
第七节 小型水库
一、在沟壑治理中的作用
二、组成、工程规模、等级及设计标准
三、库址选择
四、坝系中水库库容确定
五、沟道中的独立水库库容确定
六、水库防洪规划
七、坝型选择
八、土坝设计
九、浆砌石重力坝设计
十、浆砌石拱坝
第八节 水坠坝
一、水坠坝的特点
二、坝体固结的基本原理
三、水坠坝的设计
第九节 拦渣工程
一、拦渣坝设计
二、挡渣墙设计
三、拦渣堤设计
第四章 泥石流**工程
**节 泥石流流速和流量的计算
一、概述
二、泥石流流速和流量估算
第二节 泥石流拦砂坝设计
一、泥石流**工程类型及**标准
二、拦砂坝的类型及适用条件
三、拦砂坝的库容及坝高设计
四、浆砌石拦砂坝的抗滑稳定计算
五、坝基强度计算
六、坝顶溢流口尺寸确定
第三节 拦砂坝坝下消能防冲工设计
一、消能防冲工的作用
二、泥石流对拦砂坝的作用特点
三、消能防冲工的形式及基本尺寸确定
第五章 洪沙资源利用和河道整治工程
**节 洪沙资源利用
一、洪沙利用方式
二、洪沙利用工程组成
三、工程设计
四、利用洪沙淤灌农田和治碱改土技术
第二节 水力治沙
一、引水拉沙造田
二、引水拉沙治河造田
三、引水拉沙修渠
四、引水拉沙筑坝
第三节 河道整治工程
—、河道一般特性
二、河道整治方法及工程类型
三、河道新断面设计
四、整治工程设计
第四节 改河造地工程
一、改河造地类型
二、改河造地建筑物设计
三、垫土造地
第六章 水土保持工程施工
**节 施工前的准备工作
一、建立施工组织机构
二、编制施工计划与施工顺序
三、施工场地布设
四、施工场地处理
五、备料
第二节 施工测量放线
一、土坝施工放线
二、溢洪道、放水建筑物基础开挖施工放线
第三节 碾压式土坝施工
一、料场的选择
二、土料开挖与运输
三、铺土与压实
第四节 水坠坝施工
一、施工前准备工作
二、坝基与岸坡处理
三、坝体冲填
四、排水措施
五、水坠坝冬季施工
第五节 土坝坝坡防护施工
第六节 放水建筑物和溢洪道施工要点
一、放水建筑物施工
二、溢洪道施工
第七节 **施工注意问题
参考文献